Исследование сенсорной чувствительности населения Арктической зоны РФ для моделирования флейвора функциональных шоколадных конфет с заданными потребительскими свойствами

Введение. Исследование сенсорных способностей населения позволяет разрабатывать конкурентоспособные, востребованные пищевые продукты [1], в т. ч. шоколад и шоколадные изделия с заданными потребительскими свойствами и функциональной направленностью. Результаты исследований сенсорной чувствительности целевой аудитории потребителей к основным вкусам и основным группам ароматов дают возможность смоделировать рецептуру пищевого продукта с оптимальным вкусоароматическим профилем, удовлетворяющим ожиданиям потребителей, проживающих на территориях с экстремально низкими температурами.

Рассматривая пищевой продукт как систему для моделирования заданных потребительских свойств, в т. ч. функциональных, следует учитывать, что данный продукт должен отвечать следующим приоритетным критериям:

• 1)    быть продуктом массового употребления, востребованным всеми группами населения Арктической зоны РФ;

• 2)    обладать высокой энергетической ценностью, способностью быстро восполнить энергетические затраты организма в условиях экстремально низких температур;

• 3)    иметь возможность восполнения сырьевой базы для его промышленного производства;

• 4)    иметь высокие потребительские, в том числе органолептические характеристики;

• 5)    иметь технологические возможности для введения функциональных пищевых ингредиен-

• тов с высокой степенью их сохраняемости в процесс жизненного цикла товара.

Сахаристые кондитерские изделия, в том числе шоколадные конфеты, являются высококалорийными продуктами массового употребления, востребованы всеми группами населения Арктической зоны РФ, имеют высокую пищевую, в т. ч. энергетическую ценность и обширный ассортимент и могут выступать в качестве основы для моделирования заданных функциональных свойств.

Ранее авторами в работах [2, 3] рассматривались вопросы моделирования рецептур шоколадных изделий для населения Арктической зоны РФ, данная работа является продолжением этих исследований [4].

На сегодняшний день проведено множество исследований по изучению сенсорных способностей населения, проживающего в США и Евросоюзе, но данных о сенсорных возможностях россиян не так много, а информация о сенсорных способностях населения Крайнего Севера и Арктической зоны РФ и вовсе отсутствует [1].

По данным [1] определено, что сенсорные способности населения коррелируют с климатическими и социально-экономическими условиями, демографическими показателями, этническим и конфессиональным составом, исследования были проведены для населения следующих городов: Екатеринбург, Санкт-Петербург, Владимир и Барнаул [5].

На сенсорные предпочтения влияют все пять органов чувств (зрение, вкус, обоняние, осязание, слух), они взаимосвязаны и вместе создают полную картину сенсорного восприятия, наибольший интерес в изучении представляют обоняние и вкус, которые являются источником единого сенсорного впечатления [6].

Климат Арктической зоны РФ является суровым и может оказывать влияние на формирование специфических особенностей сенсорного восприятия населения, что, в свою очередь, требует дополнительных подходов при разработке функциональных продуктов для конкретных групп населения, в том числе этнического меньшинства.

Особенности климата Арктической зоны РФ – низкие отрицательные температуры, сильные ветра, длительные полярные ночи и дни, недостаток солнечного света, геомагнитные бури, неудовлетворительный геохимический состав почвы и воды, что в комплексе отрицательно влияет на здоровье населения [7–10].

Крайний Север относится к IV климатическому поясу (в него входит около 15 регионов, 9 из них арктических), характеризуется арктическим климатическим поясом, уровень комфорта оценивается как низкий.

Население Крайнего Севера делят на коренное (в том числе рожденное на Крайнем Севере и коренные малочисленные народы (далее – КМНС)) и пришлое. К коренному населению принято относить небольшие по численности этносы (ханты, чукчи, эвенки, ненцы и другие), а к пришлым – мигрирующее население, в том числе работающее вахтовым методом [11–14].

Известно, что у КМНС были хорошо развиты сенсорные способности, так как вековые традиции охоты, собирательства и рыболовства повлияли на развитие обоняния, что позволяло по запаху определить и выследить дикое животное, определить качество мяса/рыбы, оценить опасность, а также по запаху снега определять его тип, состояние и направление ветра [2, 15, 16].

Кроме обоняния, у коренных народов Севера хорошо развито зрение, что позволяет им видеть на больших расстояниях в условиях непогоды в тундре и во время полярной ночи; хорошо развитый слух позволяет на большом расстоянии услышать движение животных и надвигающейся непогоды. Коренные народы Севера менее восприимчивы к холоду, ученые выделили три гена (UCP1, ENPP7, PRKG1), которые участвуют в адаптации к низким температурам и присутствуют в организме у коренных жителей [17–19].

Из всех существующих коренных народностей Севера детально изучен лишь один этнос – чукчи. Этнограф В.Г. Богораз в своих трудах писал о специфике обоняния чукчей, которые по запаху костей могли определить, кому они принадлежат – своим или врагам, также данный этнос присваивал «свои», основанные на их виде деятельности запахи, другим народностям: так, ненцы ассоциировались у них с запахом рыбы или моря, якуты с запахом молока, а русские с диким луком, говядиной и коровьим молоком. Для чукчей традиционные продукты питания россиян имели специфический и неприятный запах и вкус, также они описывали вкус соли как горький, а вкус мякиша хлеба как кислый [20–22].

Вкусовые привычки северян обусловлены их традиционным рационом питания – это большое количество мяса (оленина, медвежатина, лосятина и другая дичь); рыба и морские звери, жир (рыбий, китовый и другой); ягоды, растения и корни; методы приготовления (квашение, копчение, засаливание) и отсутствие какой-либо обра- ботки продуктов. В совокупности традиции коренных жителей Арктической зоны РФ, формирующиеся столетиями, и повлияли на формирование сенсорной чувствительности, а также на вкусовые и ольфакторные предпочтения. Согласно литературным данным, лучше всего коренные северные этносы воспринимают соленый и кислый вкус, реже сладкий, поскольку сахар получали исключительно в составе ягод и в небольших количествах, в северном продуктовом сырье редко встречается и горький вкус, только в лекарственных растениях и корнях [23–25].

Запахи Севера можно разделить на приятные и неприятные, к первой категории относят запах леса и тайги, характеризующийся свежестью; в тундре отмечается характерный запах земли и мха, ко второй категории относятся специфические запахи животных, рыбы и болот. Из-за сниженного ароматического фона вследствие долгой зимы жители Севера меньше знакомы с цветочными (гераниол, фенилэтиловый спирт), травными (фолион, лигустраль) и пло- довыми (изоамилацетат, этилен) запахами, которые выделяются летом при цветении, созревании фруктов и ягод [26, 27].

Сенсорные возможности и предпочтения пришлого населения Арктической зоны РФ значительно отличаются от сенсорных возможностей и предпочтений коренных жителей и связано это прежде всего с их генетическими особенностями и особенностями проживания в традиционных условиях до миграции на арктические территории, а также с длительным адаптационным периодом к новым климатическим условиям. P. Dalton в своих работах указывает, что в морозные и холодные дни обоняние работает хуже из-за медленного движения ароматических молекул в воздухе [28].

Проблемы сенсорного восприятия, с которым может столкнуться пришлое население в процессе адаптации к суровым климатическим условиям, систематизированы в таблице 1 [7, 23, 29–33].

Таблица 1

Климатический фактор	Сенсорная система	Влияние на сенсорную систему
Полярная ночь/день	Зрение	Повышенная чувствительность к свету, снижение остроты зрения, снежная слепота
Низкие температуры и ветер	Зрение	Сухость и усталость глаз
	Слух	Снижение слуха, искажение звуков
	Осязание	Повышение порога чувствительности, холодовой стресс кожи, сухость кожи, снижение чувствительности к предметам и текстуре, снижение силы сжатия, усиление ощущения тепла после холода
Низкие температуры, низкая влажность	Обоняние	Высыхание слизистой оболочки носа, ухудшение работы обонятельных рецепторов, снижение чувствительности к запахам, или аносмия
	Вкус	Ослабление вкусовых рецепторов из-за меньшего притока крови к языку, снижение вкусовой чувствительности и низкая стимуляция аппетита

Влияние климатических факторов на сенсорную систему человека The influence of climatic factors on the human sensory system

В отличие от коренного населения Севера пришлому населению необходимо около 10 лет для полноценной адаптации к экстремальным климатическим условиям [12, 20, 21], при этом оно все равно будет иметь существенные отличия по сравнению с сенсорными возможностями коренного населения, например, не сможет определить по запаху вид животного, каких-либо растений, уровень опасности по погодным условиям, поскольку такие способности связаны с генетическими особенностями коренных жителей, многовековым опытом этноса [10].

Основные отличия между сенсорным восприятием пришлого и коренного населения отмечали и другие ученые, так, в работе [1] автор утверждает, что пришлому населению Севера проще распознавать вкусы и запахи привычной для них среды обитания (цветения, фруктов, плодов, ягод), ощущать вкус специй, тогда как коренное население Арктической зоны РФ лучше распознает природные запахи леса и тундры, животные запахи и запахи копчения.

В то же время урбанизация и развитие удобной логистики, повышение уровня жизни и степени комфорта условий проживания на Крайнем Севере и Арктической зоны РФ сегодня приводит к тому, что происходит миграция коренного населения в городскую среду. Вместо кочевого образа жизни коренные этносы переселяются в более комфортные условия, что влияет на восприимчивость к экстремальным погодным условиям, изменение окружающего их ароматического фона. Увеличение привычной продолжительности светового дня может привести к дезадаптации, психическим расстройствам, а также к изменению сенсорного восприятия, сенсорных возможностей и предпочтений данной группы населения российской Арктики [34].

При разработке пищевых продуктов, в т. ч. функциональных шоколадных конфет, следует учитывать, что сенсорные возможности и предпочтения целевой аудитории формируют потребительский спрос на данную группу товаров, это необходимо иметь в виду при моделировании флейвора данных продуктов.

Однако современных научных данных, дающих полное понимание о сенсорных возможностях коренного и пришлого населения Арктической зоны РФ, на сегодняшний день недостаточно, что и определило актуальность данного исследования.

Цель исследования – изучение сенсорных возможностей коренного и пришлого населения Крайнего Севера для моделирования рецептур функциональных шоколадных конфет с заданными потребительскими свойствами.

Объекты и методы. В качестве объекта исследования выступала ольфакторная и вкусовая чувствительность заданной выборки из числа целевой аудитории. В исследовании приняли участие 112 человек, жителей ЯНАО, в возрасте 25–50 лет, как группа наиболее экономически активного населения, потребляющего шоколадные изделия. Из них 54 (48,2 %) мужчины и 58 (51,7 %) женщин, социодемографические показатели выборки соответствуют Всероссийской переписи населения на 1 января 2024 г.

Эту же выборку использовали для изучения влияния новой среды обитания на сенсорные способности пришлого населения в процессе адаптации и сравнения результатов оценки сенсорных возможностей у пришлого, коренного (рожденного на арктической территории РФ) населения и представителей КМНС. Данные о миграционной подвижности и приживаемости респондентов, участвующих в тестировании сенсорных способностей, анализировали методом анкетирования с последующей обработкой данных в программе Statistica 7.0.

Отбор осуществляли с применением скрининговой анкеты. Отобранные респонденты, систематизированные по принадлежности к пришлому и коренному населению в ходе анкетирования, далее проходили тестирование сенсорных возможностей по определению основных вкусов и основных групп ароматов.

Тестирование проводилось индивидуально, обмен мнениями был запрещен, повторное опробование вкусовых растворов не разрешалось, опробование образцов проходило без спешки, с интервалом в 30 секунд, объем пробы составлял 10–15 см3. Для восстановления сенсорной чувствительности респондентам предлагалась питьевая негазированная вода.

Для распознавания основных групп ароматов респондентам были предложены 8 ароматов основных групп – плодовый, цветочный, хвойный, травный, ягодный, древесный, фруктовый по ГОСТ ISO 5496-2014 и 2 наиболее часто встречающихся гастрономических аромата (сырный, томат), запах тестировался методом «из колбы», допускалось многократное возвращение к аромату. Образцы для идентификации запахов кодировались случайным образом     Тестирования вкусовой чувствительности

2-значным кодом.                              проводили в соответствии с ГОСТ ISO 3972-

Также были предложены 2 гастрономических 2014, образцы предлагались в 2 концентра- запаха на основе идентичных натуральным аро- циях – Id и D5 (табл. 2).

матизаторов – томат «Черри», сыр «Маасдам».

Таблица 2

Концентрации образцов тестирования для идентификации основных вкусов Concentrations of test samples to identify the main flavors

Вкус	Эталонное вещество, х.ч.	Концентрация, г/дм3
		Id	D5
Сладкий	Сахароза	5,76	1,56
Горький	Кофеина моногидрат	0,195	0,11
Кислый	Лимонная кислота моногидрат	0,43	0,25
Соленый	Хлорид натрия безводный	1,19	0,95

Статистическая обработка результатов проводилась при помощи программы Statistica 7.0, графическая интерпретация данных проведена с помощью пакета программ MS Office.

Результаты и их обсуждение. Результаты распознавания основных вкусов концентрации Id респондентами представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Распознавание респондентами основных вкусов, % Respondents' recognition of basic tastes, %

Согласно полученным результатам исследований, сладкий вкус верно идентифицировали 45,4 % мужчин и 41,6 % женщин, соленый – 83,3 % женщин и 81,8 % мужчин, кислый вкус – 90,9 % мужчин и 83,3 % женщин, горький вкус – 25,0 % женщин и 9,0 % мужчин. Вкусовая чувствительность к сладкому и кислому вкусу у мужской части выборки выше, чем у женской, на 9,13 и 9,12 %, вкусовая чувствительность к соленому и горькому у женской части выборки выше, чем у мужчин, на 1,83 и 37,5 % соответственно. Низкая чувствительность к горькому вкусу, по гипотезе авторов, у мужчин может быть связана с неопытностью и курением испытуемых, поскольку никотин имеет горький вкус и формирует на корне языка горьковатое послевкусие. Таким образом, определено, что интегральная сенсорная чувствительность к основным вкусам, с учетом погрешности, различается по гендерным признакам незначительно (у мужчин составила 59,07 %, у женщин – 58,3 %).

Усредненные данные о вкусовой чувствительности по основным вкусам согласуются с данными подобных исследований сенсорной чувствительности Н.В. Заворохиной в 2013– 2014 гг., проводимых ею в различных регионах

Рис. 2. Результаты распознавания основных вкусов по регионам РФ (2014–2024 гг.), % Results of recognition of basic tastes by regions of the Russian Federation (2014–2024), %

Установлено, что у населения Арктической зоны интегральный показатель сенсорной чувствительности ниже, чем у жителей других регионов РФ, и наиболее сложными для распознавания являются сладкий и горький вкусы, 43,5 и 21,59 % соответственно. По гипотезе автора, сложность распознавания сладкого вкуса может заключаться в типе питания и обмене веществ северян, учитывая белково-липидный тип питания, можно предполагать низкую чувствительность к сладкому. Низкая чувствительность к сладкому у населения, проживающего в других регионах, может быть связана в растущей тенденцией потребления сахара. Снижение чувствительности у населения к горькому можно объяснить локализацией рецепторов, отвечающих за распознавание горького вкуса на корне языка, малым дегустационным опытом, генетическими особенностями. Простыми для идентификации вкусами являются соленый (82,5 %) и кислый (87,1 %).

Авторы предполагают, что холодный климат и традиционный рацион питания с преобладанием большого количества мясной и жирной пищи, с различными методами консервирования (соление, квашение, копчение, вяление) могут способствовать снижению потребности к углеводной пище и, как следствие, снижать степень распознавания сладкого вкуса, в то время как часто встречающиеся вкусы в традиционном питании могут способствовать более высокой степени их распознавания, например соленого вкуса.

Полученные данные в сравнении с результатами диссертационных исследований [5, 35] говорят о влиянии геоклиматических условий проживания на сенсорные возможности населения. Так, распознавание основных вкусов у населения Крайнего Севера находится в пределах 58,3–59,07 % в сравнении с усредненными результатами 2013–2014 гг. (68,2–70,3 %) и 2018– 2019 гг. (69,9–70,3 %). Значительное снижение вкусовой чувствительности у северян, может быть обусловлено, во-первых, генетической адаптацией к суровому климату, во-вторых, отличием рациона питания от других регионов.

Определено, что наиболее чувствительной к определению основных вкусов является женская аудитория, так, меньшую концентрацию вкусовых веществ D5 определили у 43,7 % от общего числа респондентов-женщин и только 27,2 % респондентов-мужчин, причем горький вкус в концентрации 0,11 г/дм3 мужская аудитория распознать не смогла. Результаты распознавания наименьшей концентрации вкусовых растворов в D5 представлены на рисунке 3.

В ходе проведения исследования ольфакторной чувствительности были получены результаты, представленные на рисунке 4.

□ Муж □ Жен

Рис. 3. Результаты исследования вкусовой чувствительности к распознаванию основных вкусов в концентрации D5, % The results of the study of taste sensitivity to the recognition of basic tastes in the concentration of D5, %

Рис. 4. Распознавание основных групп ароматов с учетом пола, % Gender-specific recognition of major fragrance groups, %

Исходя из данных, представленных на рисунке 5, для респондентов, проживающих в ЯНАО, наиболее сложными для распознавания являлись плодовые и цветочные запахи в отличие от хвойного, ягодного и травного. Данный факт может быть связан с тем, что респонденты, проживающие в экстремальном климате, с полярной ночью и долгой зимой, испытывающие дефицит некоторых продуктов питания (фрукты, овощи), плохо распознают данные запахи, тогда как хвойные, ягодные, травные окружают их повсеместно и являются для них легкоузнаваемыми.

В ходе исследования установлено, что женская часть аудитории имеет более высокую оль- факторную чувствительность, чем мужская, – 64,9 и 49,9 % соответственно.

Сниженное распознавание запахов мужской частью аудитории может быть связано с особенностями мужского организма, а именно – развитием лимбической системы головного мозга и эмоционально-речевого аппарата, что в совокупности влияет на запоминание и распознавание запахов и способность их описать словесно или привести ассоциативный ряд [1, 5].

Сравнение распознавания основных групп ароматов респондентами с учетом половой принадлежности согласуется с данными диссертационных исследований других авторов [5, 35].

Для изучения влияния новой среды обитания на сенсорные способности пришлого населения в процессе адаптации и сравнения результатов оценки сенсорных возможностей у пришлого, коренного (рожденного на арктической террито- рии РФ) населения и представителей коренных малочисленных народам Севера исследовали миграционную подвижность и приживаемость респондентов, участвующих в тестировании (см. рис. 5).

¹⁰⁰              73,9

Коренное население

8,7

1-5 лет

4,3

6-10 лет

13,1

Более 10 лет

□ Уровень оседлости

Рис. 5. Анализ миграционной подвижности и приживаемости населения, % Analysis of migration mobility and population survival rate, %

Согласно результатам, 73,9 % респондентов родились на территории ЯНАО (гг. Салехард, Тарко-Сале, Губкинский, Новый Уренгой, Муравленко) и относятся к коренному населению; 26,1 % респондентов являются пришлым населением, проживающим на арктических территориях 1–5, 6–10 и более 10 лет или работающим вахтами.

Установлено, что среди коренного населения (респондентов, родившихся на территории

ЯНАО) 39 % составляют представители коренных малочисленных народов Севера, в т. ч. представители финно-угорской группы (манси, ханты) – 4 %, самодийской группы (ненцы) – 35 %. Пришлое население в основном представлено славянской группой.

В результате полученных данных миграционной подвижности респондентов был проведен сравнительный анализ чувствительности к основным вкусам (рис. 6).

□ Коренные жители □ КМНС s Пришлое население

Рис. 6. Распознавание основных вкусов коренным и пришлым населением Арктической зоны РФ, % Recognition of basic tastes by the indigenous and alien populations of the Arctic zone of the RF, %

Определено, что сладкий вкус лучше идентифицировали коренные жители Арктической зоны РФ (50 % в сравнении с КМНС – 42,8 %). Хуже всех распознали сладкий вкус респонденты из числа пришлого населения, что может быть связано с более высокой чувствительности коренного населения в связи с меньшим употреблением сахара и сенсибилизацией к нему. Соленый и кислый вкус также лучше идентифицировали респонденты из числа коренного населения – 80 и 90 % по сравнению с 50 и 66,6 % у пришлого населения, что может быть связано с вкусовыми привычками, сформиро- ванными национальной традиционной кухней северных народов. Горький вкус лучше идентифицировали представители пришлого населения (33,3 %) в сравнении с коренным (10 %) и КМНС (14,2 %) соответственно. Таким образом, определено, что сенсорная чувствительность ко всем основным вкусам составляет: у коренного населения – 57,5 %, у КМНС – 49,9 %, у пришлого населения – 45,8 %.

Результаты исследования обонятельных способностей по основным группам ароматов среди коренного и пришлого населения представлены на рисунке 7.

□ Коренные жители □ КМНС га Пришлое население

Рис. 7. Распознавание основных групп ароматов коренным и пришлым населением Арктической зоны РФ, %

Recognition of the main groups of flavors by the indigenous and alien populations of the Arctic zone of the Russian Federation, %

Согласно полученным результатам, коренными жителями и КМНС верно идентифицированы следующие группы основных ароматов: травный, ягодный и хвойный. Пришлое население верно распознало фруктовый (миндаль, вишня), цветочный и плодовые ароматы, что может быть связано с их средой обитания до прибытия на Север. Цитрусовый аромат одинаково определили коренные жители и КМНС и пришлое население по 68,5 и 66,6% соответственно.

В соответствии с результатами полученных исследований были определены следующие направления разработки функциональных шоколадных конфет для населения Арктической зоны РФ: шоколад темный с капсаицином, снижающий холодовой стресс и улучшающий психоэмоциональное состояние, шоколадные корпусные конфеты с использованием ягод брусники и клюквы с адаптагенными свойствами, шоколадные кремовые конфеты с использованием омега-6-9 жирных кислот и ягод морошки и облепихи для восполнения дефицита полинена-сыщенных жирных кислот.

Заключение. Таким образом, определено, что для жителей ЯНАО наиболее легко определяемыми вкусами являются соленый (82,5 %) и кислый (87,1 %), наименее – сладкий (43,5 %) и горький (21,5 %). Результаты обонятельной чувствительности показывают, что легко идентифицируются наиболее знакомые ароматы среды обитания – травный, хвойный, ягодный. Более высокой чувствительностью к основным вкусам и основным группам ароматов обладает женская часть аудитории (37,5 и 22,0 % соответственно).

Результаты сравнения сенсорной способности пришлого населения, показывают, что горький вкус лучше определили респонденты из числа пришлого населения (33,3 %) в отличие от коренного (10 %) и КМНС (14,2 %) населения. Пришлое население продемонстрировало сниженную способность к идентификации остальных основных вкусов (сладкого, соленого, кислого) – 33 %, 50 и 66 % соответственно, в свою очередь коренные жители и КМНС верно идентифицировали сладкий вкус – 50 и 42,8 %, соленый – 80 и 71,4 %, кислый – 90 и 71,4 % соответственно. Отмечено, что пришлое население верно распознали фруктовый (миндаль, вишня), цветочный и плодовые ароматы, что может быть связано с их средой обитания до прибытия на Север.

Полученные результаты возможно применить при моделировании флейвора шоколадных изделий и оптимизации технологических операций: увеличить время конширования шоколада для снижения горького вкуса и образования комплексного объемного аромата; использовать местное ягодное сырье в различной комбинации, в том числе облепиху, морошку, шикшу для создания традиционного для населения Арктической зоны РФ аромата; интегрировать в зависимости от потребительских свойств, например, делая акцент на кислом, хвойном и ягодном аромате. Исследования будут продолжены в отношении разработки ассортимента функциональных шоколадных конфет с заданными потребительскими свойствами, соответствующими сенсорным возможностям и предпочтениям населения Арктической зоны РФ.